Los métodos de protección de sistemas eléctricos en atmósferas explosivas se pueden clasificar en tres categorías: CONTENCIÓN, SEGREGACIÓN y PREVENCIÓN. Las técnicas más empleadas para la protección de equipos de alto consumo de potencia son las de SEGREGACIÓN, las cuales consisten en separar físicamente las partes eléctricas o las superficies calientes de la mezcla explosiva. Una de las técnicas de SEGREGACIÓN más utilizadas y más versátiles es la de Presurización y Purga, cuyo principio de funcionamiento describimos a continuación. 

Este método de protección consiste en evitar la penetración de mezclas explosivas al interior de la caja o gabinete que contiene los componentes eléctricos que pueden generar chispas o temperaturas peligrosas. Para ello, se mantiene dentro de este gabinete un gas protector (aire o gas inerte) a una presión ligeramente superior a la de la atmósfera circundante.

La presurización justamente consiste en suministrar dicho gas protector al contenedor con el fin de mantener una presión positiva dentro del mismo, impidiendo así la entrada de los vapores inflamables, o los polvos y fibras combustibles. Por su parte, la purga consiste en suplir dicho gas a una rata de flujo suficientemente alta, tal que la concentración de la sustancia explosiva dentro del contenedor se mantenga dentro de límites seguros.

Como se desprende de lo anterior, la presión interna debe ser mantenida con o sin flujo de gas de protección. Por tanto, el gabinete debe tener cierto  grado de estanqueidad, pero sin requisitos especiales de resistencia mecánica, ya que la presión apenas alcanza unas pocas pulgadas de agua. Adicionalmente, la capacidad de suministro del gas protector debe ser suficiente para compensar las fugas que se pueden producir en las juntas del  encapsulado (especialmente por las puertas de acceso), ya que es importante evitar eventuales pérdidas de presión. En algunos casos,  una solución adecuada debe incluir la instalación de  puertas de acceso dobles.

Debido a que después de una eventual despresurización del gabinete puede haber cierta cantidad de  la mezcla explosivas en su interior, antes de energizar los equipos es necesario efectuar una purga del gas retenido. Para ello,  se debe hace circular una cierta cantidad  de gas protector por un determinado espacio de tiempo, en función de las dimensiones del gabinete.

En cierta forma, los sistemas de Presurización y Purga reducen la clasificación del área dentro del contenedor, permitiendo que dentro de ellos se instalen equipos que en condiciones normales no podrían ser ubicados en el área clasificada. Sin embargo, es importante tomar en cuenta que la clasificación de los aparatos eléctricos a instalar dentro del gabinete debe ser consistente con la máxima temperatura superficial que es tolerable en el área clasificada, especialmente si deben permanecer bajo tensión incluso cuando se interrumpe el suministro de gas protector.

La normativa europea, respecto a este modo de protección, CENELEC EN 50.016, prevé que el sistema de Presurización y Purga disponga de un sistema de seguridad para evitar que las pérdidas, desconexiones, averías del compresor de gas protector o errores del operario resten eficacia a la protección. En Europa este método es admitido tanto en Zona 1, como en Zona 2. Incluso, en Italia, según la Norma CEI  64-2, está permitida en Zona 0, pero con algunas restricciones particulares. En cualquier caso, para instalaciones en Zonas 0 o 1 se exige que ante una despresurización del gabinete el sistema de protección produzca una desconexión automática de la energía eléctrica. Para sistemas a instalar en Zona 2,  basta disponer de una señalización óptica o sonora.

En Norte América, las normas identifican tres tipos de protección: X, Y, Z, en función de la clasificación del área peligrosa  y la naturaleza de los aparatos a instalar dentro de los gabinetes. Así tenemos que:     

§         El tipo X reduce la clasificación dentro de un contenedor protegido de División 1 a área de propósitos generales. 

§         El tipo Y reduce la clasificación dentro de un contenedor protegido de División 1 a División 2.

§         El tipo Z reduce la clasificación dentro de un contenedor protegido de División 2 a área de propósitos generales.

Los dispositivos que conforman el sistema de seguridad (presostatos, temporizadores, microcontroladores lógicos, etc.), y que se emplean para activar alarmas o cortar la alimentación eléctrica, deben estar dotados de sistemas de protección a prueba de explosión o de seguridad intrínseca, ya que ellos están instalados fuera del gabinete protegido y, por tanto, están potencialmente en contacto con las mezclas peligrosas.

La técnica de protección por Presurización y Purga es muchas veces  la única solución posible. Tal es el caso de las áreas de trabajo de grandes dimensiones,  máquinas eléctricas de ciertas proporciones, armarios de control y, en general, donde las dimensiones y los altos niveles de energía de los equipos a proteger hacen imposible el empleo de cajas antideflagrantes o métodos de limitación de energía.

Es importante considerar que el uso de sistemas de Presurización y Purga está restringido a la protección de aparatos que no sean fuente de mezclas peligrosas.  Para ese tipo de equipos, tales como ciertos analizadores de gases,  se debe emplear una técnica denominada “Disolución Contínua”. Esta, consiste en mantener siempre el gas de protección en cantidades tales que la concentración de mezcla inflamable no supere el 25%  del límite de explosividad del gas presente. Los dispositivos de seguridad son similares a los utilizados para los sistemas de Presurización y Purga convencionales, excepto que las alarmas y/o desconexión eléctrica se producen en función del flujo de gas de protección, en lugar de la presión interna.

BEBCO es la línea de sistemas de Presurización y Purga de  PEPPERL+FUCHS, empresa líder  en el diseño y fabricación de equipos de seguridad para áreas clasificadas.